韩国科学技术信息通信部与韩国原子能研究院19日表示，由韩国原子能研究院先进辐射研究所、忠北大学和比利时IMEC组成的联合研究团队，首次验证了可在宇宙辐射环境下稳定运行的下一代人工智能（AI）半导体器件。

随着航天探索加快推进，承担AI运算和大数据分析任务的半导体器件，需要在高辐射等极端环境中保持稳定性能，耐辐射能力也因此成为关键技术课题。基于这一需求，研究团队制备了基于铟镓锌氧化物（IGZO）的突触晶体管，并验证了其在航天场景中的应用可行性。

IGZO具有轻薄、透明、电学性能优异等特性，被视为下一代显示器件和逻辑器件的核心材料。突触晶体管则模拟人脑突触工作机制，可在低功耗条件下实现高效率AI计算。

研究团队利用韩国原子能研究院的质子加速器，对相关器件开展了33MeV高能质子束辐照实验。实验剂量设定相当于器件在地球低轨道宇宙辐射环境中暴露20年以上的水平，超过低轨卫星通常5至15年的服役周期。

辐照结束后，研究团队重新评估了器件性能。结果显示，虽然驱动电流等部分指标有所下降，但半导体器件的开关特性以及神经形态器件的核心特性——突触可塑性——依然保持稳定。

在辐照条件下开展的神经形态计算仿真中，该器件在MNIST手写体识别任务中的模式识别准确率达到92.61%。研究团队还构建了适用于时序信息处理的水库计算系统，并验证了4比特运算能力，显示出其在宇宙辐射环境中的实际应用潜力。

此次研究在韩国科学技术信息通信部支持的项目框架下开展。Cho Byeong-jin（忠北大学）负责器件制备与特性评估，Kang Chang-gu（韩国原子能研究院）负责质子照射方案设计与分析，Yu Tae-jin（比利时IMEC）参与结果解读。相关成果发表于国际期刊《半导体工艺材料科学期刊》3月刊。

韩国科学技术信息通信部未来战略技术政策官Oh Dae-hyeon表示，这项成果表明，AI系统即使在宇宙等极端环境下也具备正常运行的可能性。韩国政府今后将继续支持航天、航空用AI半导体关键原创技术研发，提升相关领域自主化能力。